وجد علماء الفلك الذين يفحصون الضوء القديم الذي رآه تلسكوب الفضاء ويب ثلاث وخزات يعتقدون أنها يمكن أن تكون “نجومًا مظلمة” ، وهي أجسام نظرية مدعومة بالمادة المظلمة.
تشكل المادة المظلمة حوالي 27٪ من الكون؛ شريكها في الغموض ، الطاقة المظلمة ، يمثل حوالي 68٪. يمكنك إجراء العمليات الحسابية: نحن لا نعرف سوى القليل بشكل لا يصدق عن مكونات الكون وكيف يتصرف. تظهر أهداف ويب الأخيرة في هذه المنطقة من عدم اليقين الكوني. كان بحث الفريق نشرت الأسبوع الماضي في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
الأهداف الثلاثة هي JADES-GS-z13-0 و JADES-GS-z12-0 و JADES-GS-z11-0 وتم تحديدها على أنها مجرات بواسطة Webb في ديسمبر 2022. تم تصوير الأهداف كجزء من المسح المتقدم العميق خارج المجرة JWST (JADES)التي تلتقط صورًا للمجال العميق للفضاء ، وتبحث في ضوء قديم للغاية لمساعدة العلماء على فهم تطور الهياكل الكونية مثل المجرات.
جميع الأشياء الثلاثة من وقت كان عمر الكون بين 320 و 400 مليون سنة ، مما يجعلها صغيرة جدًا (بالمعنى الكوني). وبينما يمكن أن تكون مجرات تحتوي على ملايين النجوم ، يفترض فريق البحث الأخير أنها نجوم مظلمة لم يسبق رؤيتها من قبل ، والتي يمكن أن تكون كتلة شمسنا بملايين المرات ويمكن أن تغذيها اصطدامات جسيمات المادة المظلمة. بدلا من الاندماج النووي.
المادة المظلمة ليست سوداء بالمعنى الحرفي للكلمة ، على الأقل ليس بالضرورة. إنها تسمى المادة المظلمة لأنه يكاد يكون من المستحيل على البشر اكتشافها. نحن ترى المادة المظلمة في تأثيرات جاذبيتها؛ المادة المظلمة هالات الكبيبات معاويرى علماء الفلك الضوء القديم بشكل أكثر وضوحًا عندما تنحني المادة المظلمة وتركز الفوتونات التي تمر عبر مجال جاذبيتها.
على الرغم من أن العلماء لا يعرفون ما الذي يتكون منه المادة المظلمة ، إلا أن لديهم بعض الأفكار. كما ذكرت Gizmodo في وقت سابق من هذا العام:
هناك زوجان المرشحين الرئيسيين للمادة المظلمة (وهي ليست لعبة محصلتها صفر ؛ يمكن أن يساهم العديد من المرشحين بالمادة المظلمة في الكون). الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPs) هي أشياء نظرية لها كتلة وتتصرف مثل الجسيمات ، ولكنها تتفاعل قليلاً جدًا مع المادة العادية ، ومن ثم عدم قدرتنا على التعرف عليها.
المرشح الرئيسي الآخر هو الأكسيون ، أ جسيم نظري (بوزون ، على وجه الدقة) سمي على اسم منظف الغسيل. سيكون المحور أصغر بكثير من WIMP وقد تم افتراض أنه يتصرف كموجة أكثر من كونه جسيمًا ، مثل فوتونات الضوء.
في أبريل ، قامت مجموعة من العلماء بدراسة حلقات أينشتاين (ضوء بعيد بقوة جاذبية عدسة ، مما يخلق حلقة من الضوء في الفضاء) وجدت دليلًا على أن المادة المظلمة المحورية ينتج شذوذ لمعان في أشباه النجوم البعيدة.
ولكن نظرًا لأن المادة المظلمة المرشحة ليست حصرية بشكل متبادل ، فمن الممكن أن توجد WIMPs جيدًا ، ويشتبه فريق البحث الأخير في أن WIMPs هي في قلب النجوم المظلمة النظرية. الفكرة هي أن WIMPs في قلب النجوم المظلمة تصطدم ، وتفني بعضها البعض وتطلق طاقة حرارية. يتم إطلاق هذه الحرارة في غاز الهيدروجين ، مما يؤدي إلى توهج الأجسام.
قالت كاثرين فريز ، عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة تكساس في أوستن وأحد مؤلفي الدراسة ، في جامعة يطلق. “إذا كانت بعض هذه الأجسام التي تبدو وكأنها مجرات بدائية هي في الواقع نجوم مظلمة ، فإن محاكاة تكوين المجرات تتفق بشكل أفضل مع الملاحظات.”
تم عرض النجوم السوداء لأول مرة في عام 2008، ولكن الآن فقط يقدم تلسكوب ويب الفضائي رؤية واضحة لبعض أقدم الأضواء التي يمكننا رؤيتها. ستكون النجوم النظرية باردة ومنتفخة وتصل سطوعها إلى عشرة مليارات ضعف لمعان الشمس ، وفقًا لفريق البحث.
يصف علماء الفيزياء الفلكية من وقت لآخر الهياكل الغامضة في الفضاء ، لتقديم حلول موصوفة رياضيًا لجوانب الفيزياء الفلكية التي لا معنى لها تمامًا في ظل النموذج القياسي لعلم الكونيات. (يمكن قول الشيء نفسه بالنسبة لمختلف المواد المظلمة المرشحة ، مثل الأكسيونات ، التي تم إعدادها لشرح المشكلات المتعلقة بالنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات).
في وقت سابق من هذا العام ، أ وصف فريق من علماء الفيزياء السليتون الطوبولوجي، والذي سيبدو مثل ثقب أسود بسبب تأثيره الثقالي لكنه لا يزال ينبعث منه الضوء. النجوم البوزونية والنجوم الخطيرة هي أمثلة على الأشياء الأخرى التي تم اقتراحها رياضيًا ولكن لم يتم ملاحظتها مطلقًا.
بالطريقة نفسها ، تعتبر الأشياء المعروفة أماكن محتملة لإنتاج المادة المظلمة. في عام 2021 ، اقترح فريق من علماء الفيزياء الفلكية يمكن إنتاج الأكسيونات في قلب النجوم النيوترونية ، وهي بعض من أكثر الأجسام كثافة في الكون. يمكنك التفكير في النجوم المظلمة بالعكس: فبدلاً من أن تكون مراكزها مصانع لجزيئات المادة المظلمة ، فهي مكان تدميرها.
يعتقد فريق البحث أن النجوم المظلمة يمكن أن يساء تفسيرها على أنها مجرات كبيرة وأن النجوم يمكن أن تزرع الثقوب السوداء الهائلة التي شوهدت حتى في الأيام الأولى للكون ، أي المئات من ملايين السنين الأولى من وجودها.
قد تكون بعض هذه الثقوب السوداء الهائلة تلعب دورًا أيضًا في خلفية موجة الجاذبية ، والتي شهد علماء الفيزياء الفلكية أول علامات الشهر الماضي. نظرًا لأن الثقوب السوداء فائقة الكتلة تدور حول بعضها البعض بمقياس مئات الملايين من السنين ، فإنها تسبب تموجات غير محسوسة تقريبًا في الزمكان والتي ترتد عبر الكون.
المزيد من الملاحظات باستخدام Webb ستمنح علماء الفيزياء الفلكية رؤية أفضل لمصادر الضوء القديمة هذه ؛ سواء كانت مجرات أو نجوم تغذيها المادة المظلمة ، نأمل ألا نترك في الظلام لفترة طويلة.
المزيد: اكتشف علماء الفيزياء الفلكية حلقات أينشتاين التي تدعم قضية المادة المظلمة الأكسيونية
